化學(xué)-初中三年級-第三章 水 氫 第四節(jié) 氫氣的性質(zhì)和用途

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1、第四節(jié) 氫氣的性質(zhì)和用途 （2課時） 一.知識教學(xué)點(diǎn) 1.氧氣的物理性質(zhì)。 2.氧氣的還原性，可燃性，以及有關(guān)實驗和現(xiàn)象。 3.氫氣點(diǎn)燃前檢驗純度的原因。 4.氫氣的用途。 5.從得氧失氧角度學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)，氧化劑，還原劑。 二.重、難、疑點(diǎn)及解決辦法 1.重點(diǎn)：氫氣的化學(xué)性質(zhì)。 2.難點(diǎn)：氫氣的還原性。 3.疑點(diǎn)：氫氣、氧氣按一定比例混合為什么會發(fā)生爆炸，而純凈的氫氣在空氣中可以安靜的燃燒？ 4.解決辦法：通過實驗，從表面現(xiàn)象到微觀本質(zhì)進(jìn)行分析。 三.教學(xué)步驟 (一)明確目標(biāo) 1.使學(xué)生了解氫氣的物理性質(zhì)。 2.學(xué)生掌握氫氣的還原性，可燃性，并了解有關(guān)實驗

2、和現(xiàn)象。 3.了解氫氣點(diǎn)燃前檢驗純度的原因。 4.根據(jù)氫氣的性質(zhì)，了解氫氣的用途。 5.從得氧失氧角度了解氧化還原反應(yīng)，氧化劑，還原劑。 (二)整體感知 本節(jié)以實驗為主，通過實驗現(xiàn)象研究本質(zhì)，從而使學(xué)生的知識從感性到理性進(jìn)行升華。尤其是講氧化還原反應(yīng)時，應(yīng)注意分析反應(yīng)的過程，以便使學(xué)生的氧化還原反應(yīng)的概念有較深的印象。 另外，本節(jié)的實驗較多．應(yīng)規(guī)范操作，使學(xué)生有一個良好的實驗印象，從而為學(xué)生進(jìn)行實驗提供一個良好的參考材料。 (三)教學(xué)過程 第一課時 [復(fù)習(xí)引入]：在上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了氫氣的實驗室制法和置換反應(yīng)，那么，實驗室制取氫氣的反應(yīng)原理是什么？什么是置換反應(yīng)？它有什么

3、特點(diǎn)？ [講解]：在空氣一章中，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了氧氣的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。那么氫氣的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)是怎樣的？氫氣有什么樣的用途呢？首先我們學(xué)習(xí)氫氣的物理性質(zhì)。 [板書]：一.氫氣的性質(zhì) 1.物理性質(zhì) [教師活動]：展示一瓶新制的氫氣由學(xué)生觀察。 [學(xué)生活動]：觀察狀態(tài)、顏色，總結(jié)出氫氣的物理性質(zhì)。 [板書]：氫氣是一種無色，無味的氣體。在101KPa時氫氣在-252℃時變成液體，在—259℃變成雪花狀固體，它難溶于水，密度比空氣小。 [講述]：為了驗證氫氣的密度，我們來觀察下面的實驗。 [實驗]：演示實驗3—4：驗證氫氣密度 [學(xué)生活動]：認(rèn)真觀察現(xiàn)象，積極思考。 [提問

4、]：由此現(xiàn)象可以得到什么結(jié)論？ [解釋]：形成的肥皂泡之所以迅速上升，就是因為氫氣的密度很小的緣故。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1升氫氣的質(zhì)量為O.089克，大約是同體積空氣質(zhì)量的1/14。 [提問]：那么，氫氣的化學(xué)性質(zhì)是怎樣的呢？在前面我們學(xué)習(xí)了氧氣的化學(xué)性質(zhì)，知道了氧氣可以和許多物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，那么氫氣可不可以和氧氣發(fā)生反應(yīng)呢？我們就利用實驗來驗證一下。 [板書]：2.化學(xué)性質(zhì) [實驗]：演示實驗3—5：氫氣的燃燒 [提問]：① 純凈的氫氣在空氣中燃燒的現(xiàn)象是什么？ ② 它與空氣中哪種物質(zhì)發(fā)生了反應(yīng)？ ③ 它的產(chǎn)物是什么？你是怎樣知道的？ ④ 它們反應(yīng)的

5、化學(xué)反應(yīng)表達(dá)式是什么？ [總結(jié)]：（1）氫氣在空氣中燃燒 現(xiàn)象：① 氫氣在空氣中安靜的燃燒，發(fā)出淡藍(lán)色火焰； ② 燒杯內(nèi)壁有水珠，并且發(fā)熱。 結(jié)論： 點(diǎn)燃 點(diǎn)燃 氫氣 + 氧氣 ——→ 水 H2 + O2 ——→ H2O 總結(jié)：氫氣具有可燃性。 [提問]：那么，混有空氣的氫氣在點(diǎn)燃時會發(fā)生什么現(xiàn)象？ [實驗]：演示實驗3—6：氫氧混合爆炸實驗 [現(xiàn)象]：氫氣開始安靜的燃燒，然后發(fā)出了爆鳴聲，塑料筒被高高沖起。 [板書]：混有空氣的氫氣點(diǎn)燃會發(fā)生爆炸。 [提問]：為什么會發(fā)生這樣的

6、現(xiàn)象？ [總結(jié)]：之所以會發(fā)生爆炸是因為氫氣中混有了空氣?；旌蠚怏w中大量氫氣分子和空氣中的大量的氧氣分子混合，這樣大量的分子相互接觸點(diǎn)燃后，二者迅速反應(yīng)，在極短的時間內(nèi)放出大量的熱，這些氣體又在一個有限的空間內(nèi)，當(dāng)溫度迅速升高，氣體迅速受熱膨脹，沖出容器發(fā)出爆鳴聲。如果該反應(yīng)發(fā)生在密閉容器或容積大出口小的容器，氣體不能排出或來不及排出，就會使容器炸裂造成危險。 [提問]：為什么純凈的氫氣可以安靜的燃燒呢？ [解釋]：因為純凈的氫氣在點(diǎn)燃后只在管口或小孔處與空氣中的氧氣接觸，接觸面積小，發(fā)生反應(yīng)的氫氣分子和氧氣分子的量也少，所以放出的熱量也少，并且很快就散失到空氣中去了，不會發(fā)生爆炸。通過

7、科學(xué)實驗測定，空氣中如果混入的氫氣的體積達(dá)到總體積的4%-74.2%時，點(diǎn)燃混合氣體就會發(fā)生爆炸，這個范圍叫做氫氣的爆炸極限。 [板書]：氫氣的爆炸極限是4%-74.2%。 [講解]：事實上所有的可燃性氣體，粉塵，蒸汽與空氣充分混合遇火都有可能發(fā)生爆炸，因此可燃性氣體泄漏時一定要杜絕一切火源，防止發(fā)生爆炸造成危險。這也要求我們在使用氫氣和其他可燃性氣體時為了不發(fā)生危險，使用前一定要檢驗純度。下面我們就學(xué)習(xí)檢驗純度的方法。 [實驗]：演示實驗3—7：檢驗氫氣的純度（邊實驗邊講解） [提問]：為什么在第二次檢驗前要先用手堵一會試管才能繼續(xù)收集氫氣再進(jìn)行檢驗純度？ [教師活動]：指導(dǎo)學(xué)生閱

8、讀課本第55頁小字部分。 [板書]：注意：使用氫氣時，要特別注意安全。點(diǎn)燃?xì)錃馇埃欢ㄒ獧z驗純度。 [練習(xí)]：教材第58頁第1題。 (四)總結(jié)、擴(kuò)展 本節(jié)我們主要學(xué)習(xí)了氫氣的物理性質(zhì)和氫氣的可燃性。通過學(xué)習(xí)，同學(xué)們應(yīng)該重點(diǎn)掌握氫氣與氧氣反應(yīng)生成水，但是當(dāng)條件不同時產(chǎn)生的現(xiàn)象不同。我們還學(xué)習(xí)了可燃性氣體檢驗純度的方法。同學(xué)們應(yīng)該掌握并且注意在使用可燃性氣體時一定要檢驗純度。 同時通過學(xué)習(xí)，應(yīng)該學(xué)會如何通過表面現(xiàn)象分析物質(zhì)的變化，得到正確的結(jié)論和正確的方法。 四.布置作業(yè)：1.教材第58頁第2、3題。 2.思考題：室內(nèi)如果發(fā)生煤氣泄漏怎么辦？ 第二課時 [復(fù)習(xí)提問]：1.氫氣的

9、物理性質(zhì)與氧氣比較有哪些異同？ 2.純凈的氫氣在空氣中燃燒有哪些現(xiàn)象？反應(yīng)的表達(dá)式是什么？ 3.為什么點(diǎn)燃?xì)錃馇耙欢ㄒ獧z驗純度？如何檢驗？ [講解]：氫氣除了可以與氧氣發(fā)生反應(yīng)外，還可以和某些含氧化合物發(fā)生反應(yīng)。這是氫氣的另一個重要的化學(xué)性質(zhì)，下面我們就來看一下氫氣與氧化銅的反應(yīng)。 [板書]：（2）氫氣與氧化銅的反應(yīng) [實驗]：演示實驗3—8：氫氣與氧化銅的反應(yīng) [提問]：通過實驗可以看到什么現(xiàn)象？得到什么產(chǎn)物？ [總結(jié)]：現(xiàn)象：① 試管中黑色的氧化銅變成紅色。 ② 試管口有水滴出現(xiàn)。 結(jié)論：氫氣 + 氧化銅

10、 → 銅 + 水 H2 + CuO → Cu + H2O [提問]：① 為什么在通氫氣前檢驗純度？ ② 為什么要向試管中先通一會氫氣再加熱？ ③ 試管口為什么要略向下傾斜？ ④ 實驗完后，為什么停止加熱后還要通氫氣直到試管冷卻？ [解釋]：因為這個實驗的條件是加熱，如果產(chǎn)生的氫氣不純，那么，在加熱時有可能引起氫氣發(fā)生器的爆炸造成危險。同樣道理，如果不把試管中的空氣排除干凈，就有可能使氫氣和空氣混合在加熱條件下發(fā)生爆炸。也就是說，先向試管中通一會氫氣，目的是排除試管中的空氣。那么在加熱時，試管中的氫氣的濃度大于它的爆炸極限時就不會

11、發(fā)生危險。試管口略向下傾斜是為了使反應(yīng)生成的水不會倒流到試管底部使灼熱的試管驟冷炸裂，而導(dǎo)致實驗失敗。實驗完畢后再通一會氫氣直至試管冷卻，是為了使生成的銅在氫氣的環(huán)境中冷卻而不與空氣中的氧氣接觸，使灼熱的銅與氧氣反應(yīng)再生成氧化銅。 [板書]：實驗注意問題： a.通氫氣前檢驗氫氣純度 b.先通一會氫氣再加熱 c.試管口要略向下傾斜 d.實驗完畢后，停止加熱后還要通氫氣直到試管冷卻 [提問]：這個反應(yīng)屬于哪類反應(yīng)類型？（學(xué)生回答問題） [分析]：在這個反應(yīng)中，我們可以看到氧化銅中的氧被氫氣奪走，形成了單質(zhì)銅。這個過程我們稱氧化銅被還還原了；而氫氣和氧化銅

12、中的氧結(jié)合成它的氧化物水，我們說氫氣被氧化了。這里被還原的氧化銅稱為氧化劑，具有氧化性；被氧化的氫氣叫做還原劑，具有還原性。 [副板書]： H2 + CuO → Cu + H2O 還原劑 氧化劑 被氧化 被還原 總結(jié)：氫氣具有還原性。 [板書]：（3）氧化還原反應(yīng) [講解]：前面我們學(xué)過物質(zhì)與氧的反應(yīng)叫做氧化反應(yīng)，也就是說，在這個反應(yīng)中氫氣發(fā)生了氧化反應(yīng)，因為它與氧化銅中的氧發(fā)生了反應(yīng)；對于氧化銅來說，它失去了氧，這種反應(yīng)叫做還原反應(yīng)。 [板書]：含氧化合物里的氧被奪去的反應(yīng)叫做還原反應(yīng)。 [講解]：從這個反應(yīng)中我們可以總結(jié)這樣的規(guī)律：

13、 [板書]：氧化劑失去氧．被還原，發(fā)生還原反應(yīng)； 還原劑得到氧，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)。 在通常情況下，氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)是同時發(fā)生的。 [小結(jié)]：通過上面的學(xué)習(xí)我們可以概括氫氣具有兩條化學(xué)性質(zhì)： 1.具有可燃性 它與氧氣反應(yīng)生成水，純凈的氫氣在空氣中安靜的燃燒，發(fā)出淡藍(lán)色火焰，放出熱量生成水；混有空氣的氫氣點(diǎn)燃可能會發(fā)生爆炸，所以在點(diǎn)燃?xì)錃馇耙欢ㄒ灱儭? 2.氫氣具有還原性 它可以奪取某些含氧化合物中的氧，使含氧化合物還原，自己被氧化，發(fā)生氧化還原反應(yīng)。 [講述]：針對氫氣的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，氫氣有哪些用途呢？ [板書]：二.氧氣的用

14、途 [學(xué)生活動]：閱讀課本第56頁“二、氫氣的用途”。 [討論]：氫氣的用途，并說明它的用途是根據(jù)它的哪些性質(zhì)？ [總結(jié)板書]：1.填充探空氣球(奄度小)。 2.制備金屬材料(還原性)。 3.作為高能燃料(可燃性)。 4.工業(yè)原料。 性質(zhì)決定用途，用途反映性質(zhì)。 (四)總結(jié)、擴(kuò)展 本節(jié)學(xué)習(xí)了氫氣的還原性和用途。在這一節(jié)的學(xué)習(xí)中，同學(xué)們應(yīng)重點(diǎn)掌握氫氣的還原性，掌握它與氧化銅反應(yīng)的實質(zhì)，并且通過觀察實驗，總結(jié)概括結(jié)論，體會學(xué)習(xí)的方法性和實驗的規(guī)范性，應(yīng)強(qiáng)調(diào)深入的研究和探討，只有這樣才能使我們不但學(xué)習(xí)了知識，同時培養(yǎng)了能力。 四.布置作業(yè) 課本第58頁第4、5題。